Alessandro de' Medici tilhørte en gren av den mektige florentinske slekten Medici; hang var sønn av Ottavio de' Medici og Francesca Salviati. Moren var en datter av Lucrezia de' Medici (1470–1553) og hennes ektemann Jacopo Salviati (1461–1533). Lucrezia de' Medici var i sin tur datter av Lorenzo (1449–1492) og søster av pave Leo X (1475–1521), som sener eble inspirasjonen til Alessandro Ottaviano pavenavn. Han var altså grandnevø til Leo X.